STMicro STM32WL5MOC – โมดูล SiP รองรับระบบเครือข่าย LoRaWAN และ Sigfox

STMicroelectronics เปิดตัว STM32WL5MOC เป็นโมดูลประเภท SiP (System-in-Package) พร้อมด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ STM32 แบบ dual-core, sub-1 GHz RF radio, พาวเวอร์ซัพพลาย และอุปกรณ์ passives ในแพ็คเกจ LGA 10×10 มม. จากข้อมูลของ ST ชิปรุ่นใหม่นี้ใช้โมดูล STM32WL ซึ่งเราเห็นใช้ในบอร์ด MKR Windy ที่ได้รับแรงบันดาลใจจาก MKR, ระบบอาคารอัจฉริยะ (smart building) และอุปกรณ์ LoRa อื่นๆ

STM32WL ของ STMicroelectronics ซึ่งเป็นไมโครคอนโทรลเลอร์ Arm Cortex-M0+ ทำงานในคลื่นความถี่ ISM (413-479MHz, 826-958MHz และ 169MHz ) โพรโทคอล เช่น wireless M-Bus (mode N) และ Wize รองรับ multi-protocol และ multi-modulation (4-(G)FSK, 2-(G)FSK, (G)MSK, DBPSK, DSSS, OOK, ASK) ที่เหมาะสำหรับเทคโนโลยีการสื่อสารไร้สายที่เป็ฯมาตรฐาน (Sigfox, KNX, WiSun, mioty, M-Bus และอื่นๆ) และนำเสนอคุณสมบัติการประหยัดพลังงานสำหรับอายุการใช้งานแบตเตอรี่สูงสุด 15 ปี

สเปคของโมดูล STM32WL5MOC:

• ข้อมูลสปคหลัก:
  •  STM32WL55JC SoC พร้อมซีพียู Arm Cortex-M4 และ Cortex-M0+ 32 บิต สูงสุด 48 MHz
  • Adaptive real-time accelerator (ART Accelerator) เพื่อการดำเนินการหน่วยความจำแฟลชที่มีประสิทธิภาพ
  • รวมการรองรับคำสั่ง DSP และ MPU (Memory Protection Unit) แล้ว
• หน่วยความจำ:
  • หน่วยความจำ flash ขนาด 256 Kbyte และ RAM ขนาด 64 Kbyte
  • 20x 32-bit backup register และ bootloader  ที่รองรับอินเทอร์เฟส USART และ SPI
  • การป้องกันเซกเตอร์ต่อต้านการดำเนินการอ่าน/เขียน
• คลื่นวิทยุและการเชื่อมต่อ:
  • ช่วงความถี่ – 150 MHz ถึง 960 MHz รองรับ LoRa, (G)FSK, (G)MSK และและการปรับเปลี่ยน BPSK
  • RX sensitivity : –123 dBm สำหรับ 2-FSK, –148 dBm สำหรับ LoRa
  • กำลังเอาต์พุตเครื่องส่งสัญญาณสูงและต่ำ สามารถเขียนโปรแกรมได้สูงสุด +22 dBm และ +15 dBm ตามลำดับ
  • Integrated passive devices (IPD) ในตัวสำหรับการจับคู่ RF. ตัวกรอง (filtering) และ Balun ที่ถูกปรับให้เหมาะสม
  • การปฏิบัติตามตามกฎระเบียบเกี่ยวกับความถี่วิทยุ ETSI, FCC และ ARIB STD
  • รองรับทั้งโปรโตคอลมาตรฐานและที่เป็นกรรมสิทธิ์ เช่น LoRaWAN, Sigfox และ W-MBus
• การรักษาความปลอดภัยและการระบุตัวตน:
  • การเข้ารหัสเชิงฮาร์ดแวร์ AES 256 บิต, True Random Number Generator (RNG)
  • การป้องกัน Sector protection (PCROP, RDP, WRP) (PCROP, RDP, WRP) และ CRC calculation unit
  • Unique device identifier (64-bit UID) และ 96-bit unique die identifier
  • Hardware public key accelerator (PKA) และ secure sub-GHz MAC layer.
  • การอัปเดตเฟิร์มแวร์ที่ปลอดภัย (SFU) และ ความสามารถในการติดตั้ง (SFI)
• Clock Sources:
  • มี Clock Sources ภายในและภายนอกหลายแหล่ง รวมถึงคริสตัลออสซิลเลเตอร์ 32 MHz, รองรับ TCXO และออสซิลเลเตอร์ RC หลายรุ่น
  • PLL สำหรับ CPU, ADC และ ช่องเสียง
• แพลตฟอร์มที่ใช้พลังงานต่ำ (Ultra-Low-Power):
  • แหล่งจ่ายไฟมีตั้งแต่ 1.8 V ถึง 3.6 V.
  • โหมดการใช้พลังงานต่ำ (Ultra-Low-Power) ได้แก่ โหมดการปิดเครื่อง (31 nA), โหมดสแตนด์บาย (+ RTC) (360 nA) และโหมด Stop2 (+ RTC) (1.07 µA)
  • การใช้พลังงานของ MCU ในโหมดทำงานแบบ Active 72 µA/MHz, โหมด RX ที่ 4.82 mA และโหมด TX ตั้งแต่ 15 mA ถึง 87 mA
• อุปกรณ์ต่อพ่วง (Peripheral) แบบอะนาล็อกและระบบ:
  • ADC 12 บิตพร้อมการสุ่มตัวอย่างฮาร์ดแวร์มากเกินไป, DAC 12 บิต และเครื่องเปรียบเทียบที่ใช้พลังงานต่ำ (ultra-low-power)
  • Mailbox และ semaphores สำหรับ Inter-core communication
• คอนโทรลเลอร์ และ I/O:
  • รองรับคอนโทรลเลอร์ที่ครอบคลุม รวมถึง DMA, USART, LPUART, SPI และ I2C
  • Multiple timers สำหรับการใช้งานทั่วไป, การควบคุมมอเตอร์ และการใช้งานที่ใช้พลังงานต่ำ (ultra-low-power)
  • รองรับ I/O ได้สูงสุดถึง 43 ขาโดยส่วนใหญ่จะรองรับการทำงานที่มีแรงดัน 5 V
• ช่วงอุณหภูมิขณะทำงานตั้งแต่ –40 °C ถึง +105 °C

สเปคของบอร์ดพัฒนา B-WL5M-SUBG1:

• Embeds STM32WL5MOC เพื่อใช้สร้างต้นแบบทันที
• User Interface – 3 x ไฟ LED user, ปุ่มกดของผู้ใช้และปุ่มรีเซ็ตสำหรับการโต้ตอบ
• การเชื่อมต่อและการขยาย – คอนเนกเตอร์ดีบัก MIPI, คอนเนกเตอร์ STMod+ สำหรับการขยายโมดูลาร์, สายอากาศ
• การจัดการพลังงาน – USB Type-C สำหรับจ่ายไฟผ่านบอร์ดอะแดปเตอร์ STMod+ เสริม, รองรับแหล่งพลังงานภายนอกหรือ USB VBUS
• รองการพัฒนา – มีไลบรารีซอฟต์แวร์และตัวอย่างที่ครอบคลุมด้วยแพ็คเกจ MCU STM32CubeWL รองรับ IDE หลักๆ รวมถึง IAR Embedded Workbench, MDK-ARM และ STM32CubeIDE สำหรับตัวเลือกการพัฒนาที่หลากหลาย

บอร์ดพัฒนา B-WL5M-SUBG1 ประกอบด้วยเซ็นเซอร์อุณหภูมิ, เซ็นเซอร์แม่เหล็ก 3-axis, 3D accelerometer, 3D gyroscope, เซ็นเซอร์ตรวจวัดความดันแบบ piezoresistive, CMOS serial flash และ serial I2C bus EEPROM นอกจากนี้ยังมีอินเทอร์เฟส STMod+ 20-pin ช่วยเพิ่มบอร์ดลูกฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็กได้

การรองรับซอฟต์แวร์มีให้สำหรับ SiP ใหม่ผ่านแพ็คเกจ MCU STM32CubeWL ซึ่งมี API ระดับต่ำ, hardware abstraction layer (HAL), RTOS และ software stack สำหรับ LoRaWAN และ Sigfox นอกจากนี้ IDE ของบริษัทอื่น เช่น IAR Embedded Workbench จะรองรับ MCU รุ่นใหม่นี้ด้วย

สามารถซื้อชิปในราคา $9 (~320฿)ถึง $10(~360฿) และบอร์ดพัฒนา ราคา $52.50(~1,900฿) บนร้านค้าออนไลน์ของ STMicroelectronics หรือจากผู้จัดจำหน่ายอื่นๆ เช่น DigiKey Mouser สามารถอ่านราย่ละเอียดเพิ่มเติมบนประชาสัมพันธ์ และหน้าผลิตภัณฑ์สำหรับโมดูลและ Evaluation kit

แปลจากบทความภาษาอังกฤษ : STMicro STM32WL5MOC SiP Module is pre-certified for LoRaWAN & Sigfox networks

Suthinee Kerdkaew

บรรณาธิการข่าวและบทความภาษาไทย CNX Software ได้มีความสนใจในด้านเทคโนโลยี โดยเฉพาะ Smart Home และ IoT